Апгрейд контроллера Xbox 360 стиками с TMR датчиками

tl;dr:

• взять модули Ginfull для контроллера Xbox 360 с датчиками на эффекте Холла (датчики выкинуть);
• взять TMR датчики для использования с механизмом ALPS, например, от той же Ginfull;
• прифранкенштейнить TMR датчики к механизму;
• ???
• Profit

Придётся манипулировать маленькими элементами порядка 1мм, поэтому соизмеряйте свои возможности, приготовьте яркую лампу и инструменты для работы с мелкими объектами.

Предисловие и как я до этого дошёл (можно пропустить).

Много лет назад я купил контроллер Xbox 360, радовался и играл в видео игры.

Спустя годы стики всё хуже возвращались в центр при отпускании (не буду использовать непонятный термин "дрифт стиков", так как не до конца уверен что именно люди под этим подразумевают), т.е. они могли остаться в произвольном положении, значительно отличающемся от нейтрального, что выражалось в перемещении персонажа или камеры при незадействованных стиках. В очередной раз достав контроллер, чтобы поиграть, оказалось, что стики настолько плохо возвращаются в центр, что пользоваться им стало невозможно.

Контроллер был отложен и на замену был куплен GameSir T4 Kaleid (T4k) с уже широко используемыми тогда датчиками на эффекте Холла (в данном контроллере использовалась версия K-Silver JH16) — хороший контроллер за свои деньги на тот момент. TMR датчики тогда только-только начали распространяться, начиная с самых дорогих моделей.

Контроллер Xbox 360 мне нравится формой намного больше современных контроллеров, я думаю разработчики попали в яблочко с его дизайном и следующие контроллеры (Xbox One/Series) получились с заметно худшей эргономикой хвата. Поэтому и также потому, что в остальном контроллер был полностью рабочим, выкидывать контроллер было очень жалко и я надеялся когда-нибудь оживить его.

Прошло несколько лет, теперь уже TMR (туннельные магниторезистивные) датчики стали широко распространяться и я подумал: конечно же и для контроллера Xbox 360 есть готовая замена с TMR датчиками? Но, видимо, для этого контроллера прогресс остановился на датчиках с эффектом Холла, а именно модулях от Ginfull.

Изначально в контроллерах использовались модули ALPS типа RKJXP (на официальном сайте ALPS уже нельзя найти информацию о нём) с обычными резистивными потенциометрами (модули такого же типа также использовались в контроллерах PS2). Затем ALPS стала выпускать модули типа RKJXV, которые были немного компактнее и были полностью несовместим с предыдущей версией, включая то, что потенциометры от нового модуля нельзя было поставить на модуль старого типа. В новых контроллерах, начиная с PS4 и Xbox One/Series использовались новые модули, и, соответственно, весь прогресс с датчиками с эффектом Холла и TMR затронул в первую очередь новые контроллеры, для которых появились модули для замены, самыми передовыми из которых на данный момент являются K-Silver JS13 Pro+ и Ginfull RS13. Поэтому, насколько я знаю, в природе не существует магнитных датчиков, совместимых со старыми модулями типа RKJXP, хотя до сих пор можно купить и отдельно потенциометры, и модули в сборе с потенциометрами.

В какой-то момент Ginfull выпустила модули для контроллеров Xbox 360 старого типа RKJXP — насколько я знаю, единственные такие модули на магнитных датчиках. Я очень долго смотрел на них и в какой-то момент заметил, что, видимо, ради переиспользования уже существовавшей конструкции датчиков они использовали те же посадочные отверстия, что и в новых модулях, несовместимые с оригинальными модулями ALPS.

Слева — модуль Ginfull, справа — модуль ALPS типа RKJXP.

При этом Ginfull, видимо, в своё время списала домашку у ALPS, не забыв немного изменить её (а возможно сделала это специально, например, чтобы избежать юридических проблем или исключить взаимозаменяемость), поэтому посадочные отверстия корпусов датчиков очень похожи на таковые у новых модулей ALPS, но немного отличаются.

При раскопках в интернетах я обнаружил, что люди успешно используют, например, TMR датчики с родными механизмами ALPS, значит теоретически такой датчик можно присобачить к модулю старого типа от Ginfull!

Самыми доступными на тот момент были датчики от той же Ginfull, предназначенные для использования с механизмом ALPS нового типа RKJXV:

Последним кусочком головоломки стала относительно недавно появившаяся возможность калибровать контроллеры Xbox 360, реализованная в https://driftguard.app.

Теперь, когда собрались все нужные элементы, у меня родился такой план:

• купить модули Ginfull с датчиками на эффекте Холла, в интернетах пишут, что эти датчики, в том числе из-за неудачной конструкции, работают неидеально, в худшем случае у меня будет контроллер с хреново работающими стиками;
• с модулями на руках я могу померить посадочные отверстия и понять есть ли шанс, что это всё срастётся;
• всё выглядело так, что должно срастись с минимальным допиливанием, поэтому я купил сами датчики и приступил к трасплантации.

Оказалось, что вращающаяся часть датчика с магнитом садится на ось механизма идеально, остаётся допилить корпус датчика.

Итак...

Что потребуется

Собственно сам контроллер Xbox 360

Я мучил оригинальный контроллер, вот так он выглядел, потрёпанный годами:

С неоригинальными контроллерами действуйте на свой страх и риск.

Модули Ginfull для контроллера Xbox 360

Выглядит так:

Ищется на любом маркетплейсе, в том числе на aliexpress, например, по сочетанию "Ginfull xbox 360".

TMR датчики для использования с механизмом ALPS

Опять же можно довольно легко найти на маркетплейсах, например, по сочетанию "TMR потенциометр" или "TMR potentiometer". Самыми доступными были датчики от Ginfull, нам нужно два комлекта, состоящих из оранжевого и серого датчика, они выглядят так:

Эти датчики называют "Ginfull TMR ALPS" или "Ginfull TMR for ALPS", т.е. TMR датчики для модуля ALPS типа RKJXV.

ПО для калибровки

Можно воспользоваться онлайн приложением прямо в браузере, но с некоторыми танцами с бубном:
https://driftguard.app

Либо купить родное приложение в Steam или приложение для Android в Google Play (ссылки смотрите внизу страницы https://driftguard.app).

Дорабатываем датчики напильником ножом

Есть два пути.

• Варварский и быстрый: срезать штыри с расчётом, что датчик будет держаться на защёлках. Люди в интернетах так делали, за успешность поручиться не могу, используйте на свой страх и риск.
• Чуть менее варварский и медленный: соскоблить со штырей "лишнее", чтобы датчик мог штатно сесть в посадочные отверстия механизма. Я пошёл этим путём.

Чтобы новые датчики сели на механизм, нужно соскоблить ножом "лишнее" со штырей с внешней стороны слева и справа, а также с внутренней стороны снизу и сверху как показано на картинке:

Понадобится нож (например, канцелярский или нож-скальпель), лучше со свежим лезвием.

Возможно получится использовать что-то типа маленького напильника или надфиля, но я этого не пробовал.

Перед скоблением движущуюся часть с магнитом из непрозрачного оранжевого или серого пластика лучше вынуть.

Есть два метода.

Первый метод — более точный: нужно соскабливать с верхних штырей слева и справа (указано красным на картинке выше), пока ширина по внешним сторонам штырей не станет ровно 8,3мм.

Штыри корпуса датчика должны входить в калибр без особого усилия с минимальным натягом.

Рекомендую постоянно менять сторону после нескольких соскабливаний, чтобы сохранялась симметричность.

Затем соскабливать с внутренней стороны снизу (указано синим на картинке выше) и периодически примерять к корпусу механизма, пока штыри не будут входить в отверстия без усилий с минимальным натягом.

Подобным образом соскоблить лишнее с нижнего штыря, пока он сам не станет входить в отверстие без усилий и весь корпус датчика с небольшим усилием не станет садиться на механизм с щелчком (подобно родному датчику).

Второй метод — итеративный: скоблить каждый штырь поочередно с внешней стороны справа/слева (указано красным на картинке выше) и с внутренней стороны снизу/сверху (указано синим на картинке выше), пока каждый из них не будет почти входить в отверстие или входить с некоторым усилием.

Затем скоблить верхние два штыря с внешних сторон справа и слева (указано красным на картинке выше), пока они оба не будут одновременно входить в отверстия.

Затем скоблить нижний штырь с внешней стороны (указано красным на картинке выше), пока корпус датчика с небольшим усилием не станет садиться на механизм с щелчком (подобно родному датчику).

Вот как можно примерять верхние штыри к отверстиям на корпусе механизма:

На фото также видно уже установленный оранжевый датчик.

Так можно примерять нижний штырь:

Пластик корпуса датчика довольно прочный.

Проявите терпение и действуйте аккуратно.

Вот как в итоге выглядят датчики:

Слева — нетронутые датчики, в центре — датчики со скобленными штырями, справа — родные датчики на эффекте Холла.

На картинке видно утолщённые штыри у TMR датчиков (слева), которые после скобления (в центре) становятся по размеру больше похожи на штыри родных датчиков (справа).

После финальной примерки корпуса датчика на корпус механизма всё чистим, возвращаем внутреннюю часть с магнитом на место и собираем модуль.

Слева — оригинальные датчики на эффекте Холла, справа — TMR датчики, прифранкенштейненные к механизму.

Этот способ точно не промышленный, но потратить, например, вечер или два на один контроллер вполне можно себе позволить.

Про замену модулей

Я не буду писать про замену модулей, об этом полно информации в интернетах. Замечу лишь несколько нюансов.

Очевидно для пайки понадобятся все соответствующие инструменты и материалы типа паяльника и припоя.

Для выпаивания я использовал медную ленту для выпаивания/удаления припоя, помните про использование флюса при выпаивании.

В качестве флюса я использовал сосновую канифоль, потому что использовал её с детства и потому что она дешёвая, смывается изопропанолом.

Если у вас проводной контроллер, перед заменой правого модуля придётся дополнительно выпаять провод, т.к. корпус коннектора (белый в центре на фото ниже) находится слишком близко к контактным площадкам датчика:

Будьте очень аккуратны при использовании паяльника.

И да, помните, что после завершения пайки нужно размазать смыть флюс!

Плата контроллера с заменёнными модулями.

В процессе замены выяснилось, что один датчик оказался мёртв, неизвестно был ли он (полу)мёртв изначально или окончательно умер при замене, к счастью у меня была пара запасных датчиков.

Калибровка

После замены модулей скорее всего нужно будет откалибровать контроллер.

Для калибровки беспроводного контроллера понадобится кабель Play & Charge:

Я использовал онлайн приложение https://driftguard.app в Хроме на Win10, вкратце опишу действия.

Приложение на английском (и польском), при необходимости можно попробовать воспользоваться переводом страниц в браузере.

Для калибровки нужно установить специальный драйвер по этой методичке: https://driftguard.app/instructions.html.

Шаги примерно такие:

• скачать утилиту Zadig,
  https://github.com/pbatard/libwdi/releases/tag/v1.5.1 — страница свежего релиза (на момент написания),
  https://github.com/pbatard/libwdi/releases/download/v1.5.1/zadig-2.9.exe — прямая ссылка на скачивание;
• запустить утилиту,
  в меню Options (опции) выбрать List All Devices (выводить список всех устройств),
  в выпадающем меню найти контроллер, у меня это "Controller",
  в строке Driver в поле справа промотать до "WinUSB",
  нажать кнопку Replace Driver (заменить драйвер) ниже, при предложении перезагрузки нажать "перезагрузиться позже" или что-то в этом роде.
  

После установки драйвера отключить и снова подключить контроллер.

Перейти в приложение https://driftguard.app, перейти на вкладку Xbox, нажать CLICK HERE TO CONNECT (нажать здесь для подключения) и выбрать контроллер.

Справа в панели FEATURES & TESTS (возможности и тесты) на вкладке Tuning (тонкая настройка) откалибровать центр и диапазон (CENTER CALIBRATION и RANGE CALIBRATION).

Здесь же можно оценить результаты калибровки с помощью центральной панели.

По завершении калибровки нажать кнопку Save (сохранить) в панели справа, оно сохранит калибровку в постоянную память контроллера.

После калибровки в Диспетчере устройств Windows (Device Manager) найти контроллер в одном из разделов типа Устройства USB (Universal Serial Bus devices), Периферийные устройства Xbox (Xbox Peripherals), Устройства HID (Human Interface Devices),
из контекстного меню выбрать Удалить устройство (Uninstall device), выбрать галочку Удалить программы драйверов для этого устройства (Attempt to remove this driver from device),
переподключить контроллер.

В моём случае вот крайние положения с резистивными потенциометрами до замены:

До замены (резистивные потенциометры).

Далеко от идеала, но пользоваться вполне даже можно.

Сразу после замены и после калибровки:

Сразу после замены на TMR датчики.

После калибровки.

Результат в Gamepad Tester после калибровки.

Датчики не давали центральный сигнал в нейтральном положении, а из-за ограниченности возможностей калибровки по сути пришлось выбирать между хорошим центральным положением и хорошей окружностью. Я выбрал хорошее центральное положение, поэтому "окружности" выглядят коряво, но, опять же, это не катастрофа, и я получил работающий контроллер.

Можно было бы потратить деньги, купить, скажем, десяток наборов датчиков и выбрать из них лучшие, но это уже продвинутая задача для особо упоротых упорных.

Подведём итоги

В целом это был интересный вызов оснастить контроллер, спроектированный 20 лет назад, практически передовыми TMR датчиками.

Контроллер стабильно держит калибровку, в центр возвращается хорошо (хотя я не использовал его хоть сколь-нибудь продолжительное время).

По ощущениям механизм имеет меньшее сопротивление (~65гс для отклонения), чем штатный, что мне лично приятнее, но, видимо, наука и технологии ещё не достигли сегодняшнего уровня прогресса, когда этот модуль разрабатывался, и пользоваться им не так приятно, как контроллерами на лучших современных механизмах.

Но в конце концов я получил рабочий контроллер, и теперь могу тешить себя мыслью, что у меня на полке лежит контроллер Xbox 360 с TMR датчиками.

Полезные ресурсы:

ALPS типа RKJXV — новый модуль, представленный на смену типу RKJXP, используемый в современных контроллерах.

The Great Stick Showdown часть 1 и часть 2 — обзоры разных модулей, правда для современных контроллеров, не для Xbox 360.

Metal Plastic Electronics — на канале, в частности в этом списке, есть много обзоров разных модулей (опять же не для Xbox 360), а также процесс тестирования и замены модулей.